Mischungswärme

Die Mischungswärme h^E (auch als Mischungsenthalpie oder Exzessenthalpie bezeichnet) ist die Wärme, die beim Mischen reiner chemischer Stoffe auftritt:

Wird die Mischungswärme von den gemischten Stoffen aus der Umgebung aufgenommen $\left(h^{E}>0\right)$ , so handelt es sich um einen endothermen Verlauf.
Wird die Mischungswärme von den gemischten Stoffen an die Umgebung abgegeben $\left(h^{E}<0\right)$ , so handelt es sich um einen exothermen Verlauf

In diesem Artikel ist mit dem Formelzeichen h^E die molare Mischungswärme gemeint, d.h. die Mischungswärme pro Stoffmenge.

Beispiele

Abhängig vom Mischungspartner kann das Mischen von Chloroform exo- oder endotherm verlaufen (alle Beispielangaben für ca. 25 °C.):

Das Mischen mit Tetrahydrofuran verläuft stark exotherm (etwa -2800 J/mol).
Das Mischen mit Ethanol verläuft je nach gewählter Quell-Stoffmenge
- entweder exotherm (20 mol-% Chloroform und 80 mol-% Ethanol: etwa -650 J/mol)
- oder endotherm (20 mol-% Ethanol und 80 mol-% Chloroform: etwa +400 J/mol)
Das Mischen mit Cyclohexan verläuft endotherm (etwa +700 J/mol).

Mischungsenthalpien bei T = 25 °C
Exotherme Mischungswärme Chloroform /
Tetrahydrofuran
Exo- und endotherme Mischungswärme Chloroform / Ethanol
Endotherme Mischungswärme Chloroform / Cyclohexan

Modellierung

Mischungswärmekurven binärer Mischungen bei einer gegebenen Temperatur können mit den Gleichungen nach Redlich-Kister (RK) und einer Summe symmetrischer Funktionen (SSF) beschrieben werden. Beide Reihenentwicklungen basieren auf folgender einfacher Beziehung, die jedoch nur für wenige Systeme ausreichend genau ist:

${\frac {h^{E}}{x_{1}\cdot x_{2}}}=A$

mit

$x_{1}$ , $x_{2}$ : Molenbrüche der beiden Komponenten
: Konstante.

Redlich-Kister

${\frac {h^{E}}{x_{1}\cdot x_{2}}}=\sum _{{i=1}}^{{n}}{A_{i}\left(2x_{1}-1\right)}^{{i-1}}$

mit

A_i: anpassbarer Parameter
n = 1..6 (ein bis sechs Parameter).

Summe symmetrischer Funktionen

${\frac {h^{E}}{x_{1}\cdot x_{2}}}=\sum _{{i=1}}^{m}{{\frac {A_{i}}{\left({\frac {x_{1}}{a_{i}}}+x_{2}a_{i}\right)^{2}}}}$

mit

A_i, a_i: anpassbare Parameter
m = 1..3 (zwei, vier oder sechs Parameter).

Siehe auch

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de